[科普中国]-臼形轴承

臼形轴承，倾斜车体型铁路车辆用的铁路转向架部位的轴承。

简介倾斜车体型铁路车辆用的铁路转向架具有一个臼形轴承，其形状使车辆的车体相对于转向架，既可以绕竖直轴线，又可以绕水平轴线倾斜。臼形轴承可以由转向架的一个可倾斜横梁支承，该横梁又由转向架车架通过置于两者间的弹簧支承。臼形轴承也可以由转向架车架支承，臼形轴承支承可倾斜梁，而可倾斜梁又通过其间放置的弹簧联接于车体。

臼形轴承可以由转向架的一个可倾斜横梁支承，该横梁又由转向架车架通过置于两者间的弹簧支承。臼形轴承也可以由转向架车架支承，臼形轴承支承可倾斜梁，而可倾斜梁又通过其间放置的弹簧联接于车体。适用于可倾斜车体类型的铁路车辆的铁路转向架，由一个装有可倾斜横*的车架来支承铁路车辆的车体，具有围绕竖直轴线和水平轴线转动的能力，其特征是装有一个臼形轴承，臼形轴承的形状使得车体既可以绕上述的竖直轴线转动，又可以绕上述的水平轴线转动。1

臼形轴承选材工作条件分析内径40mm外径90mm厚度19mm。此种轴承是一个支撑轴的零件，它可以引导轴的旋转，也可以承受轴上空转的部件。其利用光滑的金属滚珠或滚柱以及润滑的内圈和外圈金属面来减小摩擦。这些滚珠或滚柱“承载”着负载，支撑着电机主轴，使电机(转子)可以平稳旋转。电动机轴承在工作时承受很大的交变载荷和极大的接触应力，受到严重的摩擦、磨损，并受到冲击载荷、大气和润滑介质腐蚀的作用。

性能要求分析析根据它的工作条件，我们可以得出它需要具有较高的接触疲劳强度，良好的耐磨性，较高的弹性极限，适宜的硬度，还需要有一定的韧性，良好的稳定性，一定的防锈性能，良好的工艺性能。

选材分析根据这些性能要求，选择GCr15作为生产6308轴承的材料。GCr15钢是典型的轴承钢，应用中最为普遍（所以就不用考虑经济因素了），其最终热处理后，组织为极细回火马氏体、均匀分布的细粒状碳化物及微量的残余奥氏体，硬度为62—66HRC。从而使GCr15表现出具有高而均匀的硬度、良好的耐磨性、高的接触疲劳性能，满足轴承的使用要求。

臼形轴承的装配1、轴承的滚珠、滚柱、内、外园表面必须光滑，不得有麻点裂纹、锈痕变色以及起皮等现象，保持器完好，转动灵活无异音。

2、轴承与轴装配采用基孔制过渡配合，轴承与轴配合公差应符合图纸公差要求，一般为0.02～0.03mm紧力。

3、轴承与轴承座装配采用基轴制过渡配合，紧力应符合图纸公差要求，一般为0.02～0.1mm（套筒轴承座取小值）原则是保证内外套不发生相对转动。

4、装配前，应检查测量轴，孔径，其圆锥和椭圆度应符合图纸要求，一般圆锥度不大于0.015mm，椭圆度不大于0.03mm。

5、对于轴径因磨损或其它原因，使轴与轴承内套间隙过大时，不应采取打样冲眼或滚花的方法来增加配合紧力，向应喷罐或堆焊再车如加工恢复原始尺寸。

6、装配时先用汽油或煤油将轴承清洗干净，再根据配合性质选取不同的装配方法，对过盈量较大的除用压力机压入外，还可采用机油加热至90～115℃时迅速套装方法，对紧力较小的可用手锤打入，但要沿四周均匀渐入，严禁直接敲打轴承内外套。加热装配的轴承，不得浇水降温，应待其自然冷却。

7、拆装轴承时的施力原则应是施加的压力应直接加在配合套圈端面上，决不能通过滚动体传递压力即从转轴上拆装时，施力于内套，从轴承座拆装时应施力于外套。2

成型工艺分析圈套的加工过程圈套的加工过程：钢材（GCr15钢，棒材）——下料———锻造（模锻）——毛坯——车削加工——半成品——热处理——磨削加工。

1、锻造采用模锻不仅满足了较高的精度，而且也满足了大批量生产。锻造加工一般采用热锻，金属被加热到再结晶温度以上，提高了材料的塑形，降低了变形抗力，锻后可获得良好的组织和性能。锻造完成后对锻件进行780—810度退火，为下一步的切削加工做准备。

2、车削加工后的套圈与产品形状完全相同，为后面的磨削加工创造有利条件。

3、热处理时，对半成品进行淬火（810—830度）和回火（150—170度），即热处理方式应满足轴承钢特需的热处理方式，最终得到组织为极细回火马氏体、均匀分布的细粒状碳化物及微量的残余奥氏体，硬度为62—66HRC。

4、精磨削加工后会得到尺寸度和形状精度合格的套圈。

滚动体的加工过程滚动体的加工过程：材料（GCr15钢）——车削加工——半成品——热处理——磨削加工。

1、车削加工。

2、对滚动体半成品的热处理方法与对套圈半成品热处理方法相同。同样对滚动体磨削加工后会得到精度合格的成品。1

保持架的加工过程保持架的加工过程：材料——浇铸——车削加工——铣削加工。

1、上面没有提到保持架的材料选择，因为对保持架的综合性能要求相对低很多。电动机用6308轴承，采用优质碳素钢作为保持架原材。

2、由于保持架形状比较复杂，铸造较其他成形工艺更有优势。

3、由于对保持架的力学性能要求不高，所以不对其进行热处理。

4、优质碳素钢硬度相对较低，车削加工前不需要退火处理。车削加工、铣削加工后得到精度合格的保持架成品。

质量验收标准编辑

1、装配好的轴承端面，应与轴肩或孔的支轴面贴靠，轴承型号规格的端面应向外。

2、应保证轴承装在轴上和轴承座孔中，没有歪斜和卡住现象。

3、为了保证滚动轴承工作时有一定的热胀余地，在同轴的两个轴承中，必须有一个外套可以在热胀时产生轴向移动，以免轴或轴承因没有这个余地而产生附加应力，以致急剧发热而被烧毁。

4、轴承内必须清洗，严格避免钢、铁屑及杂物进入轴承内部。

5、装配后的轴承外套不得松动转圈，应有0.01～0.03mm的紧力。

6、装配后，轴承运转应灵活，无噪音，工作温度不应超过70℃。

7、轴承各部间隙应符合要求。装配完毕后应进行工作间隙的检查和热间隙的调整，一般工作间隙应达到旋转自如的程度，热间隙应符合各类轴承的轴向间隙要求，并可采取一端轴承游动或以控制端盖垫片的厚度，使具有0.25～0.5mm的轴向间隙。2

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何星 - 副教授 - 上海交通大学